数字船舶白皮书（2025）-中国船级社

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1 数字船舶白皮书 2025 概念内涵、技术架构与行动方案 2 1 目 录 前 言 1 第一章 船舶全生命周期数据管理和应用的现状 2 1.1 政策与标准层面，顶层设计高瞻远瞩与落地实施步履维艰 2 1.1.1 国家战略密集落地，呼唤行业级解决方案 2 1.1.2 国际规则加速演进，行业贡献度亟待提升 2 1.2 产业实践层面，点状突破卓有成效，但体系化贯通任重道远 3 1.2.1 行业组织积极探路，共建共治初步形成共识 3 1.2.2 行业领先企业内部挖潜，实现有限协同 3 1.2.3 数据底座雏形初显，但尚未成为公共产品 3 1.3 数据割裂成为制约行业升级的最大障碍和核心挑战 4 1.3.1 技术性障碍：数据定义和标识不一致，数据流通不畅 4 1.3.2 生态协同障碍：机制建设落后于数据应用需求 4 1.3.3 国际政策环境复杂：数据跨境流动面临合规性挑战 4 第二章 数字船舶的概念和内涵 5 2.1 数字船舶的概念和内涵 5 2.1.1 数字船舶的概念 5 2.1.2 数字船舶的内涵 6 2.2 数字船舶关键技术和相互关系 8 2.2.1 数字船舶关键技术 8 2.2.2 由关键技术构成的数据治理框架 10 2.2.3 数据安全与网络安全 10 2.3 数字船舶的构建愿景与目标 11 2.4 数字船舶的重要作用 12 第三章 数字船舶的技术架构 14 3.1 技术架构总体设计原则 14 3.2 数字船舶分层技术架构 14 3.2.1 数据采集层 14 3.2.2 协议交换层 15 数字船舶白皮书 2025 概念内涵、技术架构与行动方案 2 1 前 言 纵观全球工业格局，一场由数据驱动的深刻变革正在席卷每一个角落。从航空航天到智能网联汽车， 从智慧城市到精准医疗，数据要素已成为重塑产业规则、定义国家竞争力的核心变量。反观全球航运业， 这个承载了超过80%的世界贸易、维系全球经济的运输方式，在经历了风帆、蒸汽、内燃机的百年演进 后，正面临着前所未有的效率瓶颈与转型阵痛。而船舶，作为人类工业文明的集大成者，其设计之精妙、 建造之复杂、运营之艰险，无不凝聚着极致的智慧，但在数字化的进程中仍然举步维艰。 在安全为本、效率为王、绿色为先的新时代，传统的规模化竞争态势正在被重构。决定未来竞争优势 的，是船舶能否从诞生之初就拥有完整的数字基因，其全生命周期的数据是否可以在安全、可信的规则下 自由流动，持续赋能，创造前所未有的价值。然而，现状是，我们的行业仍被禁锢在数据孤岛中，宝贵的 造船和航运数据在漫长的产业链中断裂、沉寂，无法形成驱动创新的合力。 数据的割裂，意味着价值的湮灭。它直接导致了高昂的协同成本、令人遗憾的决策滞后、被浪费的能 源以及被放大的安全风险。这不仅是技术问题，更是深层的机制性问题：数据交换困难、数据权属不清、 信任机制缺失、利益分配模糊。传统的修修补补已无力回天，我们需要的是一场彻底的范式革命。 数字化的发展趋势和行业痛点，催生了“数字船舶”的概念。本白皮书不是一份停留在畅想层面的技 术报告，而是面向整个造船和航运业的一份行动宣言和系统解决方案。本白皮书明确提出“数字船舶”的 完整概念与核心内涵：它是以统一语义为基础，以唯一数字身份为标识，以模型为载体，集成设计、建 造、运营、拆解全生命周期各阶段核心数据集，并依托权威数据源注册体系与可信数据空间，实现数据跨 主体安全交换的船舶数字实体。语义、标识、模型、权威数据源、数字主线、可信数据空间等六大关键技 术，共同构成了破解当前数据割裂困局的技术方案。 本白皮书将系统性地阐述支撑这一概念的四层技术架构，从数据采集、协议互通到平台服务与生态应 用，呈现出一条清晰和可行的实施路径。白皮书还将深入剖析典型应用场景，证明数据贯通所带来的不仅 是效率提升，更是商业模式与产业价值的根本性重塑。最终，本白皮书提出共建生态的实施路线与倡议。 数字船舶的宏伟构想，绝非任何单一组织能够独立完成，它需要设计院、船舶建造厂、船东、设备供应 商、船级社、监管机构乃至国际社会的共识与协同。 通过构建数字船舶这一全球航运的新一代数字基础设施，使我们不仅能大幅提升效率、保障安全，使 造船和航运更加智能和绿色，更能开创一个协同、透明、共赢的新数字航运时代，让造船和航运继续为人 类文明的繁荣与发展提供最稳固的支撑。 3.2.3 平台服务层 15 3.2.4 生态应用层 16 3.3 关键使能技术 16 3.3.1 统一语义构建技术 16 3.3.2 数据定义与标识技术 17 3.3.3 数据流通使能技术 17 3.3.4 数据信任构建与数据安全技术 17 3.3.5 “船-岸-云”一体化网络安全技术 18 第四章 数字船舶的典型应用场景 19 4.1 多主体联合设计评审 19 4.2 船舶和设备的碳足迹认证 20 4.3 船-港-货动态协同 22 4.4 船舶维护保养和修理改造 23 4.5 应急反应和应急管理 25 4.6 设计-制造-运营协同优化 26 第五章 数字船舶实施路线 28 5.1 数字船舶技术实施路线 28 5.1.1 构建可信数据底座（筑基） 28 5.1.2 激活数据流通网络（扩圈） 29 5.1.3 闭环生态与全球规则制定（引领） 30 5.2 数字船舶政策推进路线 30 5.2.1 设定阶段性推进目标和配套使用的政策工具箱 30 5.2.2 制定跨领域协同策略 32 第六章 共建数字船舶生态 33 6.1 凝聚共识：积极响应数字化战略，明确生态共建方向 33 6.2 夯实根基：共建技术能力与基础设施 33 6.3 创新机制：营造可持续的产业生态 34 6.4 放眼全球：深入开展国际协作 35 数字船舶白皮书 2025 概念内涵、技术架构与行动方案 2 3 第一章 船舶全生命周期数据管理和应用的现状 船 舶 工 业 ， 作 为 现 代 工 业 的 集 大 成 者 ， 正 站 在 数 字 化 转 型 的 历 史 关 口 。 然 而 ， 与 航 空 、 汽 车 等 行 业 相 比 ， 船 舶 领 域 的 数 据 要 素 潜 能 远 未 释 放 。 全 生 命 周 期 数 据 割 裂 、 数 据 权 属 不 清 、 数 据 价 值 封 闭 ， 已 成 为 制 约 行 业 迈 向 高 端 化 、 智 能 化 、 绿 色 化 的 核 心 瓶 颈 。 本 章 将 系 统 梳 理 当 前 船 舶 数 据 管 理 和 应 用 在 政 策 、 实 践 、 技 术 层 面 的 现 状 ， 并 深 度 剖 析 其 背 后 技 术 性 、 生 态 性 、 国 际 性 三 大 挑 战 。 1.1 政策与标准层面，顶层设计高瞻远瞩与落地实施步履维艰 全 球 主 要 经 济 体 均 已 认 识 到 数 据 在 航 运 业 未 来 的 决 定 性 作 用 ， 竞 相 出 台 战 略 ， 抢 占 先 发 优 势 。 然 而 ， 蓝 图 和 计 划 与 复 杂 现 实 之 间 ， 存 在 巨 大 的 鸿 沟 。 1.1.1 国 家 战 略 密 集 落 地 ， 呼 唤 行 业 级 解 决 方 案 中 国 的 “ 海 洋 强 国 ” 、 “ 交 通 强 国 ” 、 “ 数 字 中 国 ” 等 国 家 战 略 构 成 了 船 舶 数 字 化 的 宏 大 背 景 。 工 业 和 信 息 化 部 《 工 业 互 联 网 与 船 舶 行 业 融 合 应 用 参 考 指 南 》 提 出 的 “ 155N” 体 系 ， 以 及 交 通 运 输 部 《 智 能 航 运 发 展 指 导 意 见 》 明 确 的 “ 十 大 任 务 ” ， 均 直 指 数 据 贯 通 、 协 同 、 智 能 的 核 心 。 国 家 数 据 局 《 可 信 数 据 空 间 发 展 行 动 计 划 》 中 明 确 的 “ 可 信 可 管 、 互 联 互 通 、 价 值 共 创 ” 的 目 标 ， 也 为 破 解 船 舶 数 据 共 享 难 题 提 供 了 至 关 重 要 的 政 策 框 架 和 方 向 指 引 。 欧 盟 以 《 数 据 法 案 》 、 《 数 据 治 理 法 案 》 为 法 律 基 石 ， 依 托 “ 数 字 孪 生 海 洋 ” 等 倡 议 ， 构 建 强 调 数 据 主 权 和 生 态 可 持 续 性 的 数 据 空 间 。 其 模 式 规 则 严 谨 ， 但 在 行 业 级 数 据 流 通 效 率 和 跨 主 体 协 同 方 面 仍 面 临 挑 战 。 这 些 政 策 表 明 国 家 层 面 的 决 心 已 下 ， 但 亟 待 行 业 层 面 给 出 具 象 化 、 可 操 作 的 实 现 路 径 。 1.1.2 国 际 规 则 加 速 演 进 ， 行 业 贡 献 度 亟 待 提 升 在 国 际 层 面 ， 数 字 化 相 关 规 则 日 益 引 起 关 注 。 国 际 海 事 组 织 （ IMO） 推 出 “ 海 事 数 字 化 战 略 ” ， 并 聚 焦 于 “ 海 事 单 一 窗 口 ” 和 电 子 证 书 ， 旨 在 简 化 监 管 流 程 、 提 升 航 行 安 全 ， 其 框 架 具 有 权 威 性 ， 但 目 前 尚 未 系 统 性 地 覆 盖 船 舶 全 生 命 周 期 的 数 据 治 理 与 价 值 挖 掘 。 国 际 船 级 社 协 会 （ IACS） 通 过 成 立 专 业 委 员 会 、 发 布 统 一 要 求 （ UR） ， 正 从 技 术 标 准 层 面 推 动 数 据 质 量 提 升 、 网 络 安 全 和 数 字 化 转 型 安 全 。 部 分 船 级 社 也 发 布 了 关 于 “ 数 字 孪 生 ” 的 船 级 规 范 ， 为 基 于 模 型 的 仿 真 验 证 与 安 全 评 估 提 供 了 框 架 ， 但 其 技 术 指 引 主 要 服 务 于 检 验 发 证 场 景 ， 在 支 持 跨 企 业 数 据 安 全 交 换 与 商 业 模 式 创 新 方 面 功 能 有 限 。 国 际 标 准 化 组 织 的 船 舶 与 海 洋 技 术 委 员 会 （ ISO/TC 8） 已 制 定 如 ISO 10303（ STEP） 、 ISO 19848（ SDS） 等 一 系 列 基 础 性 数 据 标 准 ， 但 缺 乏 覆 盖 全 生 命 周 期 的 统 一 数 据 治 理 和 应 用 框 架 。 数 字 化 规 则 将 主 导 未 来 全 球 航 运 的 数 据 流 向 和 价 值 分 配 ， 造 船 和 航 运 业 不 能 仅 是 规 则 的 适 应 者 ， 更 应 成 为 规 则 的 共 同 制 定 者 。 1.2 产业实践层面，点状突破卓有成效，但体系化贯通任重道远 造 船 和 航 运 业 对 于 船 舶 数 据 的 共 建 、 共 享 、 共 治 的 探 索 持 续 演 进 ， 并 在 局 部 取 得 了 显 著 成 效 ， 但 点 状 的 突 破 尚 未 连 成 系 统 性 生 态 。 1.2.1 行 业 组 织 积 极 探 路 ， 共 建 共 治 初 步 形 成 共 识 中 国 船 东 协 会 数 智 航 运 专 业 委 员 会 的 成 立 ， 以 及 中 国 船 级 社 （ CCS） 联 合 80余 家 企 业 发 起 的 “ 船 舶 与 海 洋 工 程 行 业 区 块 链 数 据 共 享 （ CSBC） 联 盟 ” ， 标 志 着 行 业 主 体 已 意 识 到 单 打 独 斗 的 局 限 性 ， 开 始 尝 试 通 过 联 盟 形 式 共 建 治 理 规 则 、 共 破 数 据 孤 岛 。 这 些 探 索 为 数 字 船 舶 生 态 建 设 积 累 了 宝 贵 的 初 步 经 验 。 国 际 层 面 ， 波 罗 的 海 国 际 航 运 工 会 （ BIMCO） 制 定 了 适 用 于 定 期 租 船 合 同 的 《 BIMCO 2025年 能 效 数 据 共 享 条 款 》 ， 规 定 租 船 人 有 权 使 用 船 上 的 传 感 器 收 集 数 据 ， 用 于 船 舶 性 能 监 控 、 运 营 效 率 评 估 和 其 他 提 升 能 效 的 目 的 ， 并 对 数 据 使 用 方 式 、 数 据 保 密 、 网 络 安 全 等 做 出 规 定 。 国 际 内 燃 机 学 会 （ CIMAC） 成 立 了 专 门 的 数 字 化 战 略 工 作 组 ， 并 且 发 布 立 场 文 件 ， 致 力 于 建 设 船 舶 全 领 域 的 数 字 生 态 系 统 ， 并 且 首 先 在 发 动 机 的 在 线 监 测 和 健 康 诊 断 、 视 情 维 护 领 域 推 动 战 略 的 实 施 。 1.2.2 行 业 领 先 企 业 内 部 挖 潜 ， 实 现 有 限 协 同 国 内 头 部 企 业 的 数 字 化 转 型 已 进 入 深 水 区 。 上 海 外 高 桥 造 船 作 为 行 业 内 首 家 通 过 数 字 化 转 型 贯 标 四 星 级 评 估 的 企 业 ， 其 生 产 、 管 理 、 服 务 各 环 节 的 数 字 化 ， 实 现 了 企 业 内 部 数 据 的 有 效 整 合 与 流 程 优 化 。 中 远 海 运 打 造 的 “ 航 运 数 据 中 台 ” 1， 汇 聚 了 全 球 26万 多 艘 船 舶 的 亿 级 动 态 数 据 ， 并 运 用 AI大 模 型 算 法 ， 在 智 能 运 维 、 燃 油 优 化 、 备 件 供 应 链 等 方 面 取 得 了 显 著 效 益 ， 使 物 流 成 本 降 低 5%以 上 ， 备 件 供 应 时 效 提 高 50%以 上 。 国 际 方 面 ， 全 球 航 运 业 务 网 络 （ GSBN） 尝 试 通 过 区 块 链 技 术 ， 在 跨 组 织 的 电 子 提 单 、 货 物 追 踪 等 领 域 实 现 突 破 。 韩 国 几 家 大 型 造 船 企 业 在 韩 国 政 府 支 持 下 ， 计 划 通 过 制 定 “ 造 船 业 数 字 化 转 型 路 线 图 ” ， 分 三 个 阶 段 实 现 基 于 AI的 工 程 管 理 、 数 字 孪 生 设 计 、 智 能 制 造 等 造 船 全 过 程 数 字 化 ， 其 重 点 在 于 打 通 制 造 环 节 的 内 部 数 据 流 ， 并 实 现 供 应 链 高 效 协 同 ， 但 其 体 系 多 为 头 部 企 业 主 导 ， 生 态 开 放 性 与 全 球 兼 容 性 有 待 加 强 。 1.2.3 数 据 底 座 雏 形 初 显 ， 但 尚 未 成 为 公 共 产 品 在 数 据 底 座 建 设 方 面 ， 长 江 航 道 局 联 合 长 三 角 港 航 管 理 单 位 共 同 建 设 的 “ 长 江 电 子 航 道 一 张 图 ” ， 是 区 域 性 公 共 基 础 设 施 建 设 的 优 秀 范 例 ， 实 现 了 航 道 数 据 的 可 视 化 与 协 同 应 用 。 海 员 电 子 证 照 和 培 训 记 录 在 全 国 范 围 ， 甚 至 是 全 球 范 围 内 共 享 的 努 力 和 尝 试 ， 也 是 公 共 数 据 底 座 构 建 的 范 例 。 这 启 示 我 们 ， 行 业 级 数 据 底 座 的 建 设 需 要 类 似 的 公 共 思 维 。 然 而 ， 当 前 各 类 数 据 中 台 、 数 字 平 台 多 为 企 业 或 联 盟 私 有 ， 数 据 协 议 与 标 准 不 一 ， 数 据 链 路 互 不 连 通 ， 尚 未 形 成 全 国 乃 至 全 球 的 数 据 协 同 网 络 。 1《中远海运加快推进船舶服务业务绿色数智转型》， https://www.coscoshipping.com/col/col6864/art/2025/art_b4bb9df1af9c448fa121bbfc0c0b5ccf.html 数字船舶白皮书 2025 概念内涵、技术架构与行动方案 4 5 1.3 数据割裂成为制约行业升级的最大障碍和核心挑战 通 过 对 造 船 和 航 运 业 数 据 管 理 和 应 用 现 状 的 深 入 剖 析 ， 可 以 揭 示 其 在 技 术 、 生 态 、 政 策 环 境 等 方 面 更 深 层 次 的 矛 盾。 1.3.1 技 术 性 障 碍 ： 数 据 定 义 和 标 识 不 一 致 ， 数 据 流 通 不 畅 元数 据 缺 失和 协 议 冲突 ：数 据 定 义、 数 据 格式 和 交 换 协 议 不 统 一 ， 从 设 计 端 的 CAD/CAE软件 ， 到 建 造 端 的 MES/ERP系 统 ， 再到 船 上 的 各 类 设 备 的 数 据 协 议 ， 数 据 格式 千差万 别。 缺 乏 覆 盖 全 周 期 的 统 一 语 义体 系 和 数 据 字 典， 导 致 数 据 转 换 过 程 信 息 丢失严 重 ， 成 为 数 据 复 用 的 第一 道 屏障。 权 属 不 清 与 权 威 性 缺 失：比 如 船 舶 图 纸， 设 计 院、 船 舶 建 造 厂和 船 东 可 能 分 别存 有 设 计 图 和 完工 图 等 不 同 版本 图 纸；对 于 船 上 设 备 的 运 行 数 据 ， 船 东 和 设 备 供 应 商 可 能 都会 声称拥有 数 据 主 权 。 缺 乏 权 威 数 据 源注 册和 仲裁机 制 ， 导 致 数 据 冲突 不 断 ， 数 据 可 信 性 和 权 威 性 、 时 效 性 难 以 验 证 。 技 术 底 座 碎片化 ：数 据 采集 、 治 理 、 交 换 、 应 用 所需 的 软件 工 具 链 由不 同 厂商 提 供 ， 彼此割 裂 ， 难 以 形 成 端 到 端 的 解 决 方 案 。 特别是 支 持 去中 心 化 数 据 安 全 流 通 的 可 信 数 据 空 间 和 隐私 计 算 技 术 ， 在 船 舶 领 域 尚 处于 零星 试 点 状 态 。 1.3.2 生 态 协 同 障 碍 ： 机 制 建 设 落 后 于 数 据 应 用 需 求 信 任 机 制 缺 失：在 现 行 模 式 下 ， 数 据 共 享 就意 味着 风险。 船 舶 建 造 厂担忧核 心 工 艺泄露， 船 东 忌讳 商 业 运 营 透明 化 ， 设 计 方 和 设 备 供 应 商 唯恐知识 产 权 被盗用 。 对 于 数 据 保 密 和 用 途的 承诺缺 乏 技 术 保 障， 导 致 各 方 本 能 地 采取 数 据 封 闭 的 策 略 。 利益 分 配 机 制 缺 位 ：缺 少广泛认 同 的 数 据 定 价 机 制 和